学习了同一直线的二力的合成知识后,小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小,是否还有F等于F1+F2的关系呢?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究.
(1)如左图所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小。撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果 ,应使橡皮筋 ,记录此时F的大小.![]()
(2)先后两次改变F1和F2的夹角,重复步骤(1),得到三次实验数据如下表所示:
| 物理量 实验序号 | F1/N | F2/N | F1和F2的夹角 | 合力F/N |
| 1 | 4 | 5 | θ1 | 8.7 |
| 2 | 4 | 5 | θ2 | 8.3 |
| 3 | 4 | 5 | θ3 | 7.8 |
| 备注:θ1<θ2<θ3 | ||||
小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路。他猜想物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离可能与斜坡与水平面的夹角的大小有关。为了验证猜想,小明将两块与水平面平滑连接的长木槽分别以与水平面一定夹角α、θ固定,如图所示,将右边的木槽作为实验研究的斜坡。让一金属小球从左边的木槽上同一高度处静止滚下,分别冲上与水平面的夹角不同的粗糙程度相同的右边的斜坡,测得的数据记录如下表:![]()
| 次数 | 1 | 2 | 3 |
| 斜坡与水平面夹角θ | 10° | 30° | 53° |
| 向上冲的最大距离s/m | 0.50 | 0.40 | 0.36 |
①根据表中数据可知:同一物体以相同的初始速度冲上与水平面的夹角不同的粗糙程度相同的斜坡, 。
② 小明觉得自己的实验中还有不足之处,他又用粗糙程度与木槽不同的塑料槽、钢槽,重复做猜想实验,目的是 。
小华和小红在广场看到小朋友玩套圈游戏(如图甲所示)时,发现水平抛出的套圈落地时的水平距离不尽相同,引起了他们的思考.于是他们按图乙所示方法,找来圆弧轨道(末端水平)、一个小钢球,探究钢球水平抛出的落地点到抛出点的水平距离与哪些因素有关.探究前,他们提出了如下猜想:![]()
猜想1:与小球在轨道上静止释放时的高度h有关;
猜想2:与水平抛出点的离地高度H有关.
(1)为了验证猜想是否正确,需用测量水平距离s.请你运用学过的物理知识帮助他们确定s的起点位置O,写出具体的方法 .
(2)下表是他们在实验中测得的数据:
①分析实验序号为 的数据,可得出的初步结论是:在其它条件相同的情况下, 与小球在轨道上静止释放时的高度h成正比;
②综合分析表中所给数据,请你写出s与h、H之间的关系式: .
③接着小华又想探究小球抛出的水平距离与小球的质量是否有关.请你简述小华的实验方案.简要做法: ;如何判断: .
| 实验 序号 | 轨道末端水平部分离地面的高度 H/m | 小球在轨道上由静止释放时的高度h/m | 落地点与抛出 点的水平距离s/m | 落地点与抛出 点的水平距离的平方s2/m2 |
| 1 | 0.5 | 0.1 | 0.45 | 0.2 |
| 2 | 0.5 | 0.2 | 0.63 | 0.4 |
| 3 | 0.5 | 0.3 | 0.78 | 0.6 |
| 4 | 1.0 | 0.1 | 0.63 | 0.4 |
| 5 | 1.0 | 0.2 | 0.89 | 0.8 |
| 6 | 1.0 | 0.3 | 1.10 | 1.2 |
随着湛江经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家.如表为东东同学家小汽车的有关数据:![]()
| 小汽车的总质量1600kg | 小汽车的额定功率30kW |
| 每个轮胎与地面的接触面积0.02m2 | 100km耗油量8L |
| 水箱容量2.5L | 汽油的密度0.71×103kg/m3 |
(1)水箱最多能装水的质量是多少千克?
(2)该小汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(3)假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶10min,消耗汽油1.3kg,小汽车发动机的效率为多少?(汽油的热值为4.6×107 J/kg,g=10N/kg)